第2章火力发电技术

新能源技术第二章火力发电技术成都理工大学工程技术学院自动化工程系电气教研室雷永锋火电：国电，华能、华电、大唐、中建投水电：中国葛洲坝集团公司，中国水利水电建设集团公司。核电：国家核电技术公司中核集团中核建集团中广核集团。风电：基本上除水电公司外，其余各个公司均涉及风电。五大发电公司：中国大唐集团公司、中国国电集团公司、中国华能集团公司、中国华电集团公司、中国电力投资集团华能集团所属电厂：华能丹东电厂华能大连电厂华能上安电厂华能德州电厂华能威海电厂华能济宁电厂华能日照电厂华能太仓电厂华能淮阴电厂华能南京电厂华能南通电厂华能上海石洞口第一电厂华能上海石洞口第二电厂华能长兴电厂华能福州电厂华能汕头燃煤电厂华能汕头燃机电厂华能玉环电厂华能沁北电厂华能榆社电厂华能辛店电厂华能重庆分公司华能井冈山电厂华能平凉电厂华能岳阳电厂华能营口电厂华能邯峰电厂大唐集团所属：长山热电厂湖南省石门电厂鸡西发电厂洛阳首阳山电厂洛阳热电厂三门峡华阳发电公司河北马头电力公司唐山发电总厂北京大唐张家口发电总厂兰州西固热电有限公司合肥二电厂田家庵发电厂北京大唐高井发电厂永昌电厂北京大唐陡河电厂南京下关发电厂安徽淮南洛河发电厂保定热电厂略阳发电厂微水发电厂峰峰发电厂含岳城电站天津大唐盘山发电公司内蒙大唐托克托发电公司保定余热电厂华源热电有限责任公司阳城国际发电有限公司辽源热电有限责任公司四平发电运营中心长春第二热电有限公司晖春发电有限责任公司鸡西热电有限责任公司佳木斯第二发电厂台河第一电厂江苏徐塘发电有限公司安徽省淮北发电厂安徽淮南洛能发电公司安阳华祥电力有限公司许昌龙岗发电有限公司华银电力株洲发电厂华银株洲发电公司金竹山电厂华银金竹山火力发电厂湘潭发电有限责任公司湖南省耒阳发电厂灞桥热电有限责任公司灞桥热电厂陕西渭河发电厂陕西延安发电厂陕西韩城发电厂永昌发电厂甘肃甘谷发电厂甘肃八0三发电厂甘肃连城发电厂甘肃兰西热电有限公司广西桂冠电力股份公司桂冠大化水力发电总厂广西岩滩水电厂陈村水力发电厂王快水电厂张家界水电开发公司贺龙水电厂鱼潭水电厂陕西石泉水力发电厂石泉发电有限责任公司甘肃碧口水电厂百龙滩电厂华电所属：1中国华电工程(集团)有限公司2华电煤业集团有限公司3华电财务有限公司4华电招标有限公司5华信保险经纪有限公司6北京华信保险公估有限公司7河北热电有限责任公司8包头东华热电有限公司（在建）9内蒙古华电乌达热电有限公司（在建）10华电国际电力股份有限公司11华电国际电力股份有限公司邹县发电厂（扩建）12华电国际电力股份有限公司莱城发电厂13华电国际电力股份有限公司十里泉发电厂14华电青岛发电有限公司（扩建）15华电淄博热电有限公司16华电章丘发电有限公司（扩建）17华电滕州新源热电有限公司18四川广安发电有限责任公司（扩建）19安徽池州九华发电有限公司（在建）20宁夏中宁发电有限公司（在建）21华电能源股份有限公司22华电能源股份有限公司牡丹江第二发电厂23华电能源股份有限公司哈尔滨第三发电厂24哈尔滨热电有限责任公司（扩建）25中国华电集团哈尔滨发电有限公司26铁岭发电厂27安徽华电六安发电有限公司（在建）28安徽华电宿州发电有限公司（在建）29江苏华电扬州发电有限公司（扩建）30江苏华电戚墅堰发电有限公司（扩建）31杭州半山发电有限公司（扩建）32福建华电投资有限公司33福建华电邵武发电有限公司34福建棉花滩水电开发有限公司35闽东水电开发有限公司36福建漳平发电有限公司37湖北华电黄石发电股份有限公司38湖北西塞山发电有限公司39湖北华电襄樊发电有限公司（在建）40湖南华电长沙发电有限公司（在建）41湖南华电石门发电有限公司（在建）42华电新乡发电有限公司（在建）43四川华电宜宾发电有限责任公司（在建）44四川黄桷庄发电有限责任公司45成都华电三源热力有限责任公司46四川华电杂谷脑水电开发有限责任公司（在建）47四川华电高坝发电有限公司48四川华电珙县发电有限公司49四川紫兰坝水电开发有限责任公司（在建）50四川华电西溪河水电开发有限公司（在建）51陕西华电蒲城发电有限责任公司52新疆华电喀什发电有限责任公司53新疆华电哈密发电有限责任公司54新疆华电苇湖梁发电有限责任公司55新疆华电红雁池发电有限责任公司56新疆华电昌吉热电有限责任公司（扩建）57新疆华电吐鲁番发电有限责任公司（在建）58青海华电大通发电有限公司（在建）59云南华电巡检司发电有限公司（扩建）60云南华电怒江水电开发有限公司（在建）61贵州乌江水电开发有限公司62贵州乌江水电开发有限公司洪家渡电站建设公司63贵州乌江水电开发有限公司乌江渡发电厂64贵州乌江水电开发有限公司东风发电厂65贵州黔源电力股份公司66贵州黔源电力股份公司引子渡水电站67贵州黔源电力股份公司普定发电公司68贵州黔源电力股份公司水城发电厂69中国华电集团公司贵州头步发电厂70贵州大方发电有限公司（在建）还有全资部分1华电开发投资有限公司2华电(北京)热电有限公司3北京华电水电有限公司4内蒙古华电包头发电有限公司（在建）5内蒙古华电卓资发电有限公司（在建）6山东黄岛发电厂(1#2#机)7黑龙江华电佳木斯发电有限公司8上海华电电力发展有限公司9华电福建发电有限公司10福建永安火电厂11福建华电漳平电厂12福建省厦门电厂13福建省古田溪水力发电厂14中国华电集团福建南靖水力发电厂15中国华电集团公司福建华安水力发电厂16福建省安砂水力发电厂17福建省池潭水力发电厂18中国华电集团公司福建莆田湄洲湾电厂运行分公司19福建华电可门发电有限公司20湖北华电青山热电有限公司21湖北华电武昌热电厂22华电四川发电有限公司23中国华电集团公司宜宾发电总厂24中国华电集团公司内江发电总厂25中国华电集团公司四川宝珠寺水力发电厂26四川华电攀枝花发电公司27四川华电五通桥发电厂28四川华电磨房沟发电厂29云南华电昆明发电有限公司（在建）30中国华电集团公司云南以礼河发电厂31贵州清镇发电厂32遵义发电总厂33贵州华电大龙发电有限公司34中国华电集团贵港发电有限公司中电投所属：通辽发电总厂辽宁发电厂北票发电厂大连发电总厂大连第一热电有限公司阜新发电厂抚顺发电厂元通火力发电有限公司赤峰热电厂长兴岛第二发电厂郑州热电厂南阳电厂新乡火电厂平顶山鸿翔热电公司开封火电厂马迹塘水力发电厂鲤鱼江电厂洪泽热电有限公司芜湖发电厂青铜峡水电厂（八盘峡水电厂盐锅峡水电厂大坝管理中心洪江水电站碗米坡水电站近尾洲水电站凌津滩水电站五强溪水力发电厂南市发电厂闵行发电厂杨树浦发电厂吴泾热电厂上海外高桥发电有限责任公司上海吴泾第二发电有限责任公司漳泽发电厂河津发电厂重庆九龙电厂白鹤发电厂狮子滩水力发电总厂国电集团所属：国电滦河发电厂国电天津第一热电厂国电一五○发电厂国电霍州发电厂国电太原第一热电厂国电吉林热电厂国电谏壁发电厂温州东屿发电厂国电岷江发电厂温州梅屿发电厂国电万安水力发电厂国电九江发电厂松木坪电厂万源发电厂国电成都热电厂国电华蓥山发电厂国电大武口发电厂国电石嘴山发电厂国电凯里发电厂国电红枫水力发电厂国电贵阳发电厂国电大寨水力发电厂国电六郎洞水力发电厂国电小龙潭发电厂国电合山发电厂国电南河水力发电厂国电电力大同第二发电厂国电电力朝阳发电厂国电电力大连开发区热电厂国电电力桓仁发电厂国电电力太平哨发电厂邯郸热电厂国电长源荆门热电厂国电长源沙市热电厂国电长源富水水力发电厂国电长源南河水力发电厂国电白马电厂新疆风力发电厂沈阳热电厂1.火电厂的分类（按蒸汽参数）与容量中低压:

3.4MPa，435℃,

6\12\25\50MW，高压：

9.8MPa，540℃，

50\100MW，超高压:13.7MPa，535/535℃，125\200MW，亚临界：16.2MPa，540/540℃，300\600MW，超临界：24MPa，538/566℃600\800MW，超超临界电厂：28MPa以上我国现正研制1000MW级的超临界机组2、火电厂生产过程示意图燃烧系统生产流程方框图3、火电厂的系统构成（1）汽水系统，由锅炉、汽轮机、凝汽器、水泵、加热器及其管路组成；（2）燃料、燃烧系统，包括：输煤系统、制粉系统、烟风系统和除灰除尘系统；（3）其它辅助热力系统（4）电气系统4、电厂汽水系统电厂基本汽水系统流程（朗肯循环）：给水→锅炉→过热蒸汽→汽轮机→凝汽器→给水泵→给水送入锅炉。锅炉汽轮机给水泵发电机凝汽器5、燃料、燃烧系统输煤及燃运系统：运输→卸煤装置→煤场→碎煤机→皮带→原煤仓；制粉系统：原煤仓→给煤机→磨煤机→粗粉分离器→细粉分离器→煤粉仓→给粉机→燃烧器→炉膛；风烟系统与灰渣系统风烟系统：（风）吸风口→冷风道→送风机→暖风器→空预器→热风道→磨煤机

→粗分器→细分器→排粉机→燃烧器→炉膛；

（烟）炉膛→屏过→对流过热器→省煤器→空预器→除尘器→引风机→烟囱→大气。（图）

灰渣系统：（炉渣）炉膛冷灰斗→除渣装置→冲灰沟→灰渣泵→输灰管→灰场。（飞灰）除尘器→集灰斗→除灰装置→运灰车→灰加工厂。二、锅炉设备及组成作用：1、锅炉容量与蒸汽参数锅炉容量：每小产生的蒸汽量（t/h）蒸汽参数：锅炉出口过热蒸汽压力和温度

容量（t/h）蒸汽参数汽机功率(MW)炉型

42013.8Pa(540/540)125煤粉炉

67013.8Pa(540/540)200煤粉炉

102516.8Pa(540/540)300煤粉炉（引）

200816.8Pa(540/540)600煤粉炉

2、锅炉热效率与锅炉型号锅炉热效率：蒸汽在炉内吸热量占燃料发热量的百分比。电站锅炉一般在90%以上。锅炉型号：如HG670/13.7—540/540—7HG----哈尔滨锅炉厂；DG----东锅；SG---上锅；WG---武锅；BG---北锅锅炉分类（按水循环方式）：自然循环炉，强制循环炉，复合循环炉等。3、锅炉设备的组成锅炉本体：燃烧器、炉膛、烟道、汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器、省煤器及空气预热器等组成；辅助设备：送引风机、给煤机、磨煤机、排粉机、除尘和脱硫设备、烟囟等。（图）三、汽轮机设备及组成1、汽轮机本体：静止部分：汽缸、隔板、喷嘴、轴承和轴封等；转动部分：叶片、叶轮和轴等；配汽机构：主蒸汽导管、自动主汽门、调节阀等汽轮机的工作过程：蒸汽→喷嘴→冲动叶片转动2、调节保安油系统：调速器、油泵、油箱等3、凝汽及抽气设备：凝汽器、凝结水泵、抽气器、循环水泵和冷却塔等4、回热加热系统：高、低压加热器和除氧器等5、汽轮机分类与型号汽轮机分类（按热力过程）：凝汽式N、背压式B、调整抽汽式CC、中间再热式汽轮机。汽轮机的型号：如N200-130/535/535N300-16.7/538/5386、汽轮发电机与励磁机转子：有良好导磁性能的合金钢制成，绕组外接直流励磁电源，产生磁场；氢（水）内冷定子：由铁芯、绕组和外壳等组成，铁芯由环形硅钢片叠压而成；水内冷励磁机：向发电机转子绕组提供直流励磁电源；四、发电厂热力系统1、锅炉汽水系统：主给水管→给水操作台→省煤器→汽包→下降管→下联箱→水冷壁→汽包→过热器→锅炉主汽门（或集汽联箱）出口。

2、主蒸汽系统及再热蒸汽系统

：（主蒸汽）锅炉主汽门（或集汽联箱）→主蒸汽管→汽机自动主汽门之前

；（再热蒸汽）汽机高压缸出口→再热器冷段管→再热器→再热器热段管→汽机中压缸进口。3、主凝结水系统

凝汽器→凝结水泵→轴封冷却器→低加→除氧器。4、

除氧器系统：除氧器及其相连的所有管路和附件（安全门，水位计等）。5、主给水系统：除氧水箱下水管→低压给水管→给水泵→高压给水管→高加→主给水管。6、

回热抽汽系统和加热器疏水系统：汽机抽汽管路→各回热加热器（高加、低加、除氧器）→

疏水管路→疏水回收设备.示意图。（300MW图）

7、抽空气系统

（低压加热器、凝结水泵）→凝汽器→抽真空设备和系统。8、

循环冷却水系统循环水进水管→凝汽器→循环水出水管（汽机车间范围内）9、

排污利用系统

锅炉汽包→连续排污管→连续排污扩容器→（汽）除氧器

下联箱→定排污管→

→

┕→（水）定期排污扩容器

10、

辅助蒸汽系统及补充水系统

（1）辅助蒸汽联箱及其相连接的管路和设备（2）化学车间除盐水箱→补水箱→补水泵→凝汽器（或除氧器或疏水箱）11、锅炉燃烧系统分析

燃运系统：

制粉系统：

风烟系统：

灰渣系统：

五、发电厂的主要经济指标1、汽轮发电机组的汽耗率d0：机组每发1KW.h的电所消耗的蒸汽量；200MW机组在3kg/kw.h左右。2、汽轮发电机组的热耗率q：机组每发1KW.h的电所消耗的蒸汽量；200MW机组在8400kJ/kw.h左右。3、发电厂总效率ŋPL：电厂发出的电能与所消耗的燃料总能量；200MW机组在34%左右4、发电煤耗率：发电厂每发1KW.h的电所需的煤耗量；标准煤耗率：发电厂每发1KW.h的电所需的标准煤耗量；我国在300-420g标煤/(kw.h)；5、厂用电率：厂用电占总发电量的百分率，大约在5%--10%之内；6、供电标准煤耗率：扣除厂用电的标准煤耗率7、提高电厂热效率的措施：六、高效发电新技术继续提高超临界火电机组效率洁净煤技术燃气－蒸汽联合循环发电技术燃煤磁流体发电技术空冷发电技术火电厂计算机控制技术发展超临界参数的大容量火电机组

国外第一台超临界机组投运至今，已有近40年的历史，目前超临界机组最大单机容量为1300MW，在美国、日本及俄国，超临界机组占火电容量的50%以上。欧洲的超临界机组在技术上也有其独特性和先进性。目前，国际上已经投运了单机在800MW以上火电机组的国家主要有美国、日本、原苏联和德国等。我国超临界机组现已投运或正在安装的有6

000

MW（有300MW、500MW及600MW机组共10台），都是进口设备，最大单机容量为800

MW。正在设计的超临界机组电厂有5

400

MW，最大单机容量为900

MW，也主要是进口设备，目前国内还不具备整套设计和制造超临界机组的能力。河南华能沁北电厂2×600MW工程作为国产超临界机组示范电站，主机招标锅炉由东方锅炉厂中标，汽轮发电机组由哈尔滨动力集团中标；该工程于2002年8月动工，目前正在进行施工设计。超临界机组发展简史世界第一台，1956年德国，88MW，34MPa,610/570/570℃。目前单机容量最大（美国）1300MW，26.5MPa,538/538℃，共有六台，第一台1969投产。目前参数最高的是（美国）

325MW，34.6MPa,649/566/566℃，1960投产国内部分投产及在建超临界机组情况表

超临界、超超临界机组的特点机组热效率高(与同容量亚临界火电机组比较，超临界机组可提高效率2-2.5%，超超临界机组可提高效率约5%)，可靠性好，环保指标先进；可复合变压运行，调峰性能好；（1）在低负伤时效率高；（2）具有良好的启动性能；（3）具有良好的负荷适应性。蒸汽压力高，蒸汽比容小，汽轮机叶片短，加之级问压差大，影响内效率，因而超临界及超超临界参数更适于大容量机组。建设有大容量火电机组群的大电厂

世界上2000MW以上大型火电厂有82座，其中4000MW以上的5座，3001MW～4000MW的24座2501～3000MW的24座，2000～2500删的有29座。世界最大的燃褐煤和燃烟煤的火电厂分别是波兰的贝尔哈托夫电厂和南非的肯达尔电厂，最大的燃气和燃油电厂分别是俄罗斯的苏尔古特第二火电厂和日本鹿岛火电厂，其装机容量分别为4320MW／4116MW，4800MW和4400MW我国目前最大的火力发电厂———浙江北仑发电厂终于全面建成；该厂总装机容量达300万千瓦。（共6台600MW机组）燃气，蒸汽联合循环（CombinedCvcle，简称CC或GTCC）

联合循环就是把在中低温区工作的蒸汽轮机的朗肯（Rankine）循环和在高温区工作的燃气轮机的布雷登（Brayton）循环的叠置，组成一个总能系统循环，由于它有很高的燃气初温（1200℃～1500℃）和蒸汽作功后很低的终温（30～40℃），实现了热能的梯级利用，使总的循环效率很高。燃油或燃